錳摻雜砷化鎵/氧化錳雙層膜之磁化量垂直偏移與交換耦合現象研究

Vertical Shift in Magnetization and Exchange Coupling of GaMnAs/MnO Bilayer System

顏振軒(Chen-Hsuan Yen)

指導教授 ： 黃金花

國立清華大學/工學院/材料科學工程學系/碩士(2008年)

摘要

本論文利用分子束磊晶成長技術，在砷化鎵基板上依序成長砷化錳鎵稀磁半導體與錳層，砷化鎵基板與磊晶夾具之黏附有含銦、無銦兩種方式。以含銦黏附方式成長之樣品，經過200°C加熱板1分鐘之熱處理，錳層氧化為氧化錳反鐵磁層，而得到砷化錳鎵/氧化錳雙層膜。經場冷過程至低溫量測，得到同時具有交換偏移現象及縱向偏移現象之磁滯曲線，且其交換場與縱向偏移之方向由場冷時外加場的方向決定，其量值隨著場冷時的場強度增加而增加。
以無銦黏附方式成長之樣品，經過200°C退火爐5分鐘以上退火處理，可以得到僅具縱向偏移之磁滯曲線。然而退火處理時若同時施加一3000 G磁場，縱向偏移現象可以被有效消除，且交換場在經過長時間的場退火處理後仍然存在，其量值隨著場退火時間的增加，而逐漸增加到達一最大值。
經由兩段式場冷實驗，我們得知縱向偏移現象是於50 K以下之低溫場冷過程產生。經由量測樣品的交流磁化率對溫度之關係，以及磁化量對溫度之關係，推論樣品內部可能有自旋玻璃相產生，經過場冷過程，使得樣品內部分磁矩被凍結在場冷時的外加場方向，在低溫時無法隨著量測場而翻轉，因此造成磁滯曲線的縱向偏移現象。

關鍵字

交換偏移現象 ； 稀磁半導體 ； 鎵錳砷

並列摘要

無資料

並列關鍵字

Exchange bias ； DMS ； GaMnAs

參考文獻

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